辽宁省鞍山市普通高中2022-2023学年高二物理上学期期中试卷（A卷）（Word版附解析）

2022-2023学年度上学期期中考试高二物理（A）

时间：75分钟     满分：100分

考试范围：必修三第11、12、13章：选择性必修二第1章，第二章前2节

第Ⅰ卷（选择题  共46分）

一、选择题（本题共10小题。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每个小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）

1. 现在人们可以利用无线充电板为手机充电，如图所示为充电原理图。充电板接交流电源。对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变戒直流电后对手机电池充电。电磁感应的发现者为（　　）

A. 奥斯特 B. 法拉第 C. 特斯拉 D. 楞次

【答案】B

【解析】

【详解】电磁感应是英国科学家、化学家法拉第于1831年10月17日首次发现的。

故选B。

2. 如图所示，磁场中的通电导线所受安培力方向正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据左手定值可知，A图中的安培力应该垂直磁感线水平向右；B图中安培力应垂直磁感线向下；C图中安培力应垂直电流向下；D图电流与磁场方向平行，不受安培力。
故选C。

3. “探究影响感应电流方向的因素”的实验装置如图所示，某实验小组在实验中判断出电流从电流计正极（右）流入时，指针向右偏转。现将磁铁从线圈上方某位置向上拔出线圈时，发现电流计的指针向右偏转，则（　　）

A. 条形磁铁上极是N极

B. 线圈内磁通量逐渐减小，感应电流的磁场与原磁场的方向相反

C. 磁铁在竖直拔出过程中，感应电流在线圈内部磁场的方向向下

D. 若将磁铁竖直向下插入线圈，电流计指针仍向右偏转

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．电流计的指针向右偏转，根据螺线管的绕向，说明螺线管中电流顺时针方向（俯视），根据安培定则，螺线管产生的感应电流磁场方向是向下的，磁铁向上拔出线圈，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流磁场方向要与原磁场方向相同，说明原磁场方向（磁铁在螺线管中的磁场）向下，所以条形磁铁下极是N极。故AB错误，C正确；

D．若将磁铁竖直向下插入线圈，磁通量向下增大，感应电流磁场方向向上，螺线管中电流逆时针方向（俯视），则电流从电流计负极（左）流入，指针向左偏转，故D错误。

故选C

4. 光滑绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同，方向相反的电流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块（电性未知）以某一初速沿两导线连线的中垂线入射，运动过程中滑块始终未脱离水平面，下列说法正确的是（　　）

A. 小球将做匀速直线运动

B. 小球将先做减速运动后做加速运动

C. 小球将向左做曲线运动

D 小球将向右做曲线运动

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】根据安培定则，在两直导线连线的垂直平分线上各点的磁感应强度与速度方向平行，故小球不受洛仑兹力，重力和支持力平衡，故合力为零，小球将在水平面内沿速度方向做匀速直线运动；

故选A。

5. 恒流源可以提供大小和方向恒定的电流，如图所示，当滑动变阻器滑片向下滑动时（　　）

A. R1的电压变小，灯L变亮

B. R1电压变大，灯L变暗

C. R1的电压变小，灯L变暗

D. R1的电压变大，灯L变亮

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由图知，R1与R2串联后再与灯L并联，当滑动变阻器滑片向下滑动时，R2接入电路中的阻值减小，总电阻减小，而电源输出电流不变，由可知，电源电压变小，即灯泡L两端电压减小，故灯L变暗；由于流过L的电流减小，电源输出电流又不变，所以流经R1的电流增大，则R1的电压变大，故选B。

6. 如图所示，电源电动势，内阻，，直流电动机内阻。当调节滑动变阻器时可使图甲中电路的输出功率最大；调节时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（其额定输出功率），则和接入电路中的阻值分别为（　　）

A. 、 B. 、 C. 、 D. 、

【答案】B

【解析】

【详解】图甲为纯电阻电路，根据公式

当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，则接入电路的阻值为

图乙是非纯电阻电路，则电源的输出功率为

当

时，输出功率最大，此时电动机的输出功率为

电动机的发热功率为

则电动机的输入功率为

则电动机两端电压为

则电阻两端的电压为

则电阻阻值为

故选B。

7. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，2-3s内，电路中的电流为顺时针，3-4s内，电路中的电流为逆时针，由可知，电路中电流大小恒定不变．

故选D

考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律

【名师点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，注意图线的斜率等于磁感应强度的变化率，斜率的符号能反映感应电流的方向，知道这些才能准确的利用楞次定律进行判定．

8. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，其中丙的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图要增大粒子的最大动能，可减小磁感应强度

B. 乙图可判断出A极板是发电机的正极

C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是

D. 丁图中可以判断形成电流的电荷（载流子）是正电荷

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力可知

解得

故最大动能为

增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度或D形盒子的半径，故A错误；

B．由左手定则可知正离子向下偏转，所以下极板带正电，A板是电源的负极，B板是电源的正极，故B错误；

C．电场的方向与B的方向垂直，带电粒子进入复合场做匀速直线运动，受电场力和洛伦兹力，且二力平衡，即

则

故C正确；

D．电场强度方向向下，可知上方为霍尔元件的高电位点，若载流子带正电，由左手定则可知，洛伦兹力向上，大拇指指向霍尔元件的高电位点，故D正确。

故选CD。

9. 如图所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L，导轨间接有一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中（　　）

A. 导体棒的最大加速度为g

B. 导体棒匀速运动前做加速度不断减小的变加速运动

C. 导体棒的最大速度为

D. 通过电阻R的电荷量为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．当金属棒开始运动时，无感应电流，无安培力，则此时加速度最大，由于金属棒只受重力，则此时加速度为g，故A正确；

B．由于速度的最大，由于

则感应电动势增大，则感应电流增大，由安培定则和左手定则可知，安培力方向向上，且

则安培力增大，由牛顿第二定律可知

加速度逐渐减小，直到

受力平衡做匀速运动，则导体棒匀速运动前做加速度不断减小的变加速运动，故B正确；

C．当速度最大时，可知

由于

可得

故C错误；

D．通过电阻R的电荷量为

故D正确。

故选ABD。

10. 如图所示，直线与水平方向成角，的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为。一粒子源位于上的点，能水平向右发射不同速率、质量为（重力不计）、电荷量为的同种粒子，所有粒子均能通过上的点。已知，则粒子的速度可能是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示

所有圆弧圆心角均为，所以粒子运动的半径为

由洛伦兹力提供向心力得

则

故AB正确，CD错误。

故选AB。

第Ⅱ卷（非选择题  共54分）

二、非选择题（本题共5小题，共54分）

11. 下面甲图中游标卡尺的读数为___________；乙图中螺旋测微器的读数为___________；丙图中电流表接量程时读数为___________A。

【答案】    ①. 11.4    ②. 0.960    ③. 0.42

【解析】

【详解】[1]10分度的游标卡尺精确度为0.1mm，其读数等于主尺读数与游标尺读数之和，所以甲图的读数为

[2]螺旋测微器的精确度为0.01mm，螺旋测微器的读数等于固定刻度读数与可动刻度读数之和，所以乙图的读数为

[3]0~0.6A量程的分度值为0.02A，读数需要精确到0.01A，所以丙图的读数为

12. 某实验小组在实验室发现一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，设计如图甲所示的电路进行实验探究。其中为电阻丝，是阻值为的定值电阻，实验中调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表示数U，电流表示数I以及对应的长度x，绘制了图线如图乙所示。

（1）由图乙求得电池的电动势________V，内阻________；（结果均保留两位小数）

（2）根据实验数据可绘出图像如图丙所示。图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求得电阻丝的电阻率______，测得的电阻率________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

【答案】    ①. 1.49    ②. 0.45    ③. kS##Sk    ④. 等于

【解析】

【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有

所以U-I图像的纵截距表示E，斜率的绝对值表示R0+r，则由图可知

（2）[3]根据欧姆定律可得PN段的阻值为

根据电阻定律有

联立以上两式可得

由题意可得

解得

[4]当考虑电流表内阻对实验的影响时，有

整理得

由此可知电流表内阻不影响所作图线的斜率，因此测得的电阻率等于真实值。

13. 利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电阻，重物质量，当重物过重电动机被卡住时，电压表的示数为；当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为。不计各种摩擦，电压表可视为理想电表，g取，求：

（1）电动机的内电阻；

（2）重物匀速上升时电动机的输出功率；

（3）重物匀速上升时的速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）电动机卡住时为纯电阻，由闭合电路欧姆定律得

由于

代值可得

（2）重物匀速上升时，由闭合电路欧姆定律可知

则

电动机的输入功率为

电动机的发热功率为

电动机的输出功率为

（3）重物匀速上升时，牵引力为

由于

解得

14. 如图甲所示，螺线管线圈的匝数匝，横截面积，导线的总电阻，定值电阻，电阻箱的最大阻值为。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，求：

（1）线圈产生的感应电动势大小；

（2）消耗的最大电功率；

（3）消耗的最大电功率。

【答案】（1）6V；（2）2W ；（3）1.5W

【解析】

【详解】（1）由乙图可知，磁感应强度的变化率

由法拉第电磁感应定律可得螺线管中感应电动势

代入数据可得

E=6V

（2）当R1=0时电路中的感应电流最大，R2消耗的电功率最大

R2消耗的电功率

P2=I2R2 =2W

（3）当R1= r＋R2时R1消耗电功率最大，此时

R1=6Ω

由于

因此

P1=I2R1=1.5W

15. 如图所示，平行边界M、N间有垂直边界向右的匀强电场，匀强电场的电场强度为，平行边界N、P间有垂直纸面向外的匀强磁场，相邻边界间距均为，一个质量为、电荷量为的带正电的粒子从电场中紧靠边界M的O点，以垂直电场方向向上、大小为的初速度射入电场，经电场偏转后，粒子进入磁场，粒子刚好不从磁场的边界P射出磁场。不计粒子的重力，求：

（1）粒子从O开始第一次运动到边界N时速度的大小；

（2）匀强磁场磁感应强度的大小；

（3）粒子第一次在磁场中运动的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，根据动能定理有

解得

（2）做粒子得运动轨迹，如图所示

设粒子出电场时速度方向与N边界的夹角为，则

解得

设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，由几何关系有

解得

由牛顿第二定律有

解得

（3）在磁场中运动的圆心角为

由于

解得